制浆造纸总结
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一.绪论
1.纸是由纤维(包括植物纤维和非植物纤维)和非纤维添加物交织而成的多孔性网状结构薄型材料。
2.纸和纸板的界定:
以225(g/m2)的定量为一分界线,
定量小于225 (g/m2)的称为纸;
大于225 (g/m2)的称为纸板。
通常将所有小于0.3mm厚度的薄片归入纸类;
将所有超过0.3mm厚度的薄片归入纸板类;
3.制浆:由木材或其它原料中分离出纤维的过程。
4.造纸:使纤维交织在一起形成纸张的过程。
5.造纸生产流程:打浆、添料、净化、筛选、上网、抄造
6.制浆:利用化学方法、或机械方法、或化学与机械相结合的方法,使植物纤维原
料中的纤维离解,成为本色纸浆(未漂浆)或漂白纸浆的生产过程。7.制浆的基本过程:
8.制浆造纸原料:
(1)木材纤维原料:(25%) 针叶材,阔叶材;
(2)非木材纤维原料:(75%) 禾本科纤维原料,韧皮纤维原料,叶部纤维原料等;
9.心材与边材的比较
心材一般含水分少,有机物质多,色泽深,质地坚硬,相对密度大,药液渗透困难,不利于蒸煮,漂白。
边材色泽浅,树脂含量少,相对密度小,结构疏松,药液较易渗透,有利于蒸煮,漂白,且成纸强度较好。
从制浆造纸角度说,心材不如边材。
10.早材和晚材:
早材细胞壁较薄,容易打浆,能制出抗张强度和耐破度高的纸浆。
晚材纤维壁厚,成管状,纤维挺硬不易打浆,成纸撕裂度较好,透气度大,但纤维结合强度较差。
第一章备料
1.备料,即为满足生产需要对贮存的原料进行加工处理的生产过程。
2.
3. 木材
原料的备
料过程
4.剥皮设备:圆筒剥皮机、环式剥皮机、简易剥皮机
5.除节目的:为了满足磨木浆质量的要求和维护磨石,送去磨木机的木段如果带有节子,经过剥皮后还必须除树节。
6.原料:麦草、稻草、芦苇、荻苇、竹子、蔗渣、原木
7.全湿法备料的特点:
优点:
可较彻底地解决干法备料存在的飞尘问题,改善了工作环境。
草捆不经切断直接投入碎解机,降低了备料工段的噪音和劳动强度。
提高了草片质量(除杂率高,净化效果好;灰分、苯醇抽出物等含量降低,利于黑液碱的回收;草节部分被打碎,利于药液的渗透;压榨草片的水分含量稳定,利于控制蒸煮液比)。
可减少蒸煮用碱量和漂白药品用量。
纸浆得率高,强度好,易于滤水。
缺点:设备投资大,维修费用高,动力消耗大,生产成本高。
第二章化学法制浆
1.化学法制浆:即利用化学方法,尽可能多地脱除植物纤维原料中的木素,使纤维细胞分离或易于分离,成为纸浆。同时要求纤维素溶出最少,半纤维素有相应的保留。
主要的化学制浆的方法有两种:碱法和亚硫酸盐法。
3.亚硫酸盐法主要的活性化学药剂是二氧化硫及其相应的盐基组成的酸式盐或正盐的水溶液。
4.亚硫酸盐法优点 :
纸浆得率高、
蒸煮药品成本低、
纸浆白度高。
5.碱法制浆常用专业术语:
活性碱:烧碱法中指NaOH,硫酸盐法中指NaOH + Na2S, 通常以Na2O(或NaOH)表示
有效碱:烧碱法中指NaOH,硫酸盐法中指NaOH + 1/2Na2S, 通常以Na2O(或NaOH)表示。硫化度:指碱液中Na2S含量占活性碱NaOH + Na2S含量的百分比,
即硫化度(%) =[ Na2S /(NaOH + Na2S)]×100%
用碱量:指蒸煮时活性碱用量(重量)对绝干原料重量的百分比
纸浆得率:(1)粗浆得率:蒸煮后所得绝干粗浆重量对蒸煮前绝干原料重量的百分比。
(2)细浆得率:粗浆经筛选后所得绝干细浆重量对蒸煮前绝干原料重量的百分比。
纸浆硬度:表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。
卡伯值:表示蒸煮或漂白后残留在纸浆中的木素及其它还原性物质相对含量的一种指标。
6.
7.红液:各种亚硫酸盐法蒸煮纤维原料后的残液。
8.
9.蒸煮目的:去除木质素。
10.药剂向木片内部的扩散,主要有两种途径:毛细管作用、扩散作用
11.毛细管作用的特点:
发生在蒸煮化学反应前
⏹阔叶木通过导管和针叶木通过管胞胞腔、纹孔发生
⏹适宜于较干的木片
⏹顺木纹方向很长距离都有效
⏹不能沿横纹方向浸透
⏹在边材与心材、不同阔叶木品种、针叶木与阔叶木之间的速率有显著差别
⏹木材比重没有影响
⏹药液组成不重要
扩散作用的特点
⏹在整个蒸煮过程中皆可发生
⏹有水、有浓度梯度即可发生
⏹适宜于水分饱和的木片
⏹仅在短距离有效
⏹能沿横纹方向浸透
⏹不同木材之间的差别不大
⏹木材比重有影响
药液组成有很大影响
12.蒸煮过程中的脱木素的方法:
①增加木素的脂肪族和(或)芳香族羟基或羧基的数量,来提高其亲水性;
②降解木素的大分子为较小的能溶解在水中的碎片;
③把亲水性取代基与木素大分子相连接,使它的衍生物可溶于水中。
13.硫酸盐法较烧碱法蒸煮脱木素快的主要原因:
由于HS-的电负性较OH-强,其亲核攻击能力也强,所以能顺利迅速地形成环硫化合物而使β-芳基醚硫化断裂;
14.在酸法亚硫酸盐蒸煮中,β-芳基醚结构和甲基芳基醚结构是很稳定的,一般不会断裂,
这是与中性亚硫酸盐蒸煮和碱法蒸煮的最大区别所在。因此,木素大分子的溶出就不能依
赖于大分子的变小,而是依赖于a-C的磺化作用增加亲水性而使木素溶出。
15.硫酸盐法制浆的特点
优点:(1)适用范围广:对各种木材纤维原料,如针叶木,阔叶木,竹及草类等都适用。还可以用于质量较差的废材,枝桠材,木材加工厂下脚料及树脂含量高的木材。
(2)能生产很多品种的纸浆:针叶木本色浆常用于电气绝缘纸,纸袋纸,强韧包装纸,特殊纸板及工业技术用纸;针阔叶木及草类漂白浆用于制造文化用纸及白纸板等;
并生产溶解浆制人造纤维。(3)对设备的腐蚀比较小:对蒸煮和洗涤设备的材料,一般采用碳钢即可;(4)可以经济而有效地对制浆化学药品和热能进行回收;(5)利用多段漂白方法和二氧化氯漂白剂;(6)纸浆强度较好;(7)与烧碱法相比浆的得率较高;(8)硫酸盐法是当今化学制浆方法中广泛应用的一种。
缺点:(1)与亚硫酸盐制浆比较,硫酸盐木浆有得率稍低,原料消耗略高,纸浆颜色深,打浆漂白较困难,浆的成本高等缺点。对于多戊糖含量高的草类纤维,碱法浆的滤水性能较差,不透明度也较低。(2)制浆过程中不可避免的会产生难闻的臭气,既污染空气,又对人体健康有害。(3)不能有效地利用纤维原料的木素组成,虽然黑液中的木素在碱回收锅炉中被燃烧而回收能量,但能量的回收效率较低。
16. 亚硫酸盐法蒸煮目的使植物原料中的木素与药液反应,变为可溶性的木素磺酸和木素磺酸盐并溶解出去。但要最大限度地使纤维素和适当使半纤维素保留下来。
17 酸性亚硫酸盐(钙)法:(1)装锅、送液;(2)第一段升温和第一段保温:小放汽,避免假压,回收SO2。第一段保温,使药液充分渗透到木片中去,有利于木素磺化,避免木
素缩合。临界温度:白松酸性亚硫酸钙蒸煮:105 ℃ ~110 ℃;马尾松酸性亚硫酸钙蒸煮:117 ℃左右。(3)第二段升温与药液回收:在第一段浸透和磺化较充分的前提下,第二段
升温可以加速进行,在升温到130℃以前,回收多余的药液,继续升温到最高温度(一般不超过150 ℃ )。